Le temps des découvertes

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11 février 2014

Le temps des découvertes

Tara Arctic
(2006-2008) et Tara Oceans (2009-2012) font figure d’expéditions majeures saluées par la communauté scientifique.

En sciences, la collecte des données n’est que la partie immergée de l’iceberg, qui précède une longue période d’analyse, de confrontation avec d’autres études, de recherches complémentaires, avant d’aboutir à la rédaction d’un article scientifique. Au final, cette publication ne pourra « officialiser » une éventuelle découverte que bien longtemps après le début des recherches. « Lorsque la phase de collecte des données est restreinte, cela prend quelques années, explique Éric Karsenti, directeur de recherche au CNRS et à l’EMBL et directeur scientifique de Tara Oceans, mais pour des projets d’une telle ampleur, tout se déroule à une autre échelle. »

Tara Oceans, le plancton livre peu à peu ses secrets.

En 2013, quatre ans après le début de cette dernière expédition (avec notamment le CNRS, le CEA et l’EMBL), huit publications scientifiques ont déjà vu le jour. Celles-ci permettent déjà d’entrevoir la multitude d’enseignements que nous pourrons tirer de Tara Oceans. Un de ces articles révèle ainsi les relations entre certains virus et d’autres organismes planctoniques. « C’est la première publication qui montre comment utiliser les données de Tara pour découvrir des interactions entre ces différents organismes, se félicite Éric Karsenti. C’était l’un des points qui nous tenaient à cœur : comprendre qui vit et avec qui dans les océans ». Pour saisir l’ampleur des découvertes à venir, il faut savoir que cette étude portait sur 17 échantillons récoltés durant l’expédition… Tara Oceans en a rapporté près de 28 000. Des premiers résultats prometteurs qui ne concernent qu’un des multiples domaines de recherche liés à Tara Oceans. Telle publication détaille par exemple une nouvelle méthode d’analyse de la diversité bactérienne des échantillons récoltés, quand telle autre décrit une nouvelle espèce de corail découverte aux îles Gambier. Si ces articles parus ces derniers mois se limitent à des sujets bien précis, c’est que le travail d’analyse des données est loin d’être fini. Rien que le séquençage de tous les échantillons récoltés devrait prendre deux à trois ans. « Nous travaillons actuellement sur une publication traitant de la diversité globale et locale des eucaryotes*, comment elle diffère selon les régions, confie Éric Karsenti. Une autre étude à paraître proposera un catalogue mondial des gènes bactériens. »

En attendant, il faudra se « contenter » aujourd’hui des résultats préliminaires : il existerait plus d’un million d’espèces de protistes**, alors que les estimations, avant Tara Oceans, tournaient autour de 100 000. Au niveau du séquençage effectué sur 28 des 153 stations de prélèvements, les échantillons de protistes révèlent 85 % de séquences d’ADN inconnues. En marge de ces études menées par les équipes du projet Tara Oceans, une multitude de nouvelles recherches pourraient bien s’entamer dans les années à venir.

Le projet Oceanomics*** lui a déjà commencé. Ce projet s’appuie sur les milliers d’échantillons et données récoltés lors de l’expédition Tara Oceans. Données qui seront structurées puis utilisées pour comprendre la nature et le fonctionnement de la biodiversité planctonique planétaire, et extraire à terme certains composés bioactifs planctoniques prometteurs dans les domaines d’application des biocarburants ou de la pharmaceutique par exemple.

D’ici la fin de l’année, les premières données seront mises en ligne à disposition de la communauté scientifique. « C’est sûrement l’achèvement le plus important d’une telle expédition, reprend Éric Karsenti. C’est un peu comme une bibliothèque, les chercheurs du monde entier pourront travailler sur les échantillons de Tara Oceans, sans que nul ne sache ce qu’il en sortira. »

Tara Arctic, comprendre pour mieux prévoir

La dérive arctique de Tara, réalisée de 2006 à 2008, a déjà donné naissance à plus d’une vingtaine de publications scientifiques. « La quantité d’informations qui a été analysée est déjà considérable, estime Jean-Claude Gascard, directeur de recherche au CNRS qui a coordonné le programme scientifique de Tara Arctic et le programme de recherche DAMOCLES. Les éléments récoltés durant l’expédition vont servir de référence sur un système arctique en profonde transformation, et je ne serai pas étonné que dans dix ans, on publie encore sur ces données ». Le premier résultat majeur de Tara Arctic, qui a donné lieu à plusieurs publications, a été le déroulement même de l’expédition. La dérive, prévue au départ sur 1 000 jours comme le Fram plus d’un siècle auparavant, a été bouclée en seulement 500 jours, révélant ainsi l’accélération de la dérive des glaces arctiques. Suite à ce premier constat majeur, de nombreuses publications se sont intéressées aux trois milieux constituant le système arctique : l’océan, l’atmosphère et la glace. « Tara a permis de mettre en évidence la formation de particules de glace, appelées glace de Frasil, qui remontent vers la surface, explique Jean-Claude Gascard. Le phénomène était bien connu en Antarctique, mais nous avons montré qu’il s’agissait d’un phénomène majeur pour la formation de glace en Arctique ». Du côté de l’atmosphère, les recherches menées à bord ont permis de mieux caractériser les basses couches de cette atmosphère en contact avec la glace, primordiales pour les échanges entre les deux milieux. « Nous n’avions que peu d’informations sur ces basses couches, que l’on étudie mal avec les satellites et les stations automatisées, reprend le chercheur. L’intérêt de Tara Arctic, c’était justement d’avoir des gens à bord pour manipuler les appareils que l’on ne sait pas encore automatiser ». Enfin, plusieurs publications se sont penchées sur les mouvements des plaques de glace, en y appliquant des techniques de sismologie.

Toutes les découvertes qui découlent des données récoltées lors de la dérive de Tara permettent de mieux comprendre le complexe système arctique et ainsi d’améliorer les modèles de prévision. Ces systèmes informatiques qui simulent le comportement de l’atmosphère, des océans et des glaces, proposent des prévisions à courtes échéances, cartes des glaces ou prévisions météo, mais aussi des simulations à plus long terme de l’évolution de notre climat, capitales pour les recherches sur le changement climatique. D’ici quelques années, les différents modèles numériques intégreront ainsi les enseignements tirés de Tara Arctic aux côtés d’autres travaux pour améliorer leurs prévisions. Les premières applications concrètes des recherches menées sur Tara sont donc déjà sur les rails !

Yann Chavance

Retrouver cet article dans le journal Tara 10 ans

* : Organisme uni ou pluricellulaires qui se caractérise par la présence d’un noyau
** : Organismes unicellulaires à noyaux ancêtres de toutes les plantes et animaux.
Certains, comme les diatomées, sont photosynthétiques.
*** : Le projet oceanomics- wOrld oCEAN biOressources,
biotechnologies, and Earth-systeM servICeS – est un projet lauréat du programme

gouvernemental des « Investissements d’Avenir. »